CN104797354A - 制罐机和具有分级活塞的双作用制穹顶器组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制穹顶器工位(10)，其具有制穹顶器组件(12)、壳体组件(14)和叠堆活塞组件(60)。制穹顶器组件(12)可动地设置在位于壳体组件(14)内的制穹顶器本体通道(40)中，并且被构造成在向前第一位置和缩回第二位置之间运动。叠堆活塞组件(60)包括串联地设置的多个活塞(62)(优选地包括三个活塞)和压力供应装置。活塞(62)在制穹顶器(12)后方设置在压力腔室(164)中。活塞(162)具有施加到其上的恒定压力，并且被朝向制穹顶器(12)偏压。然而，当制穹顶器(12)处于制穹顶器第一位置时，每个活塞(62)都由止挡件限制，并且不会接触或操作地接合制穹顶器(12)。

Description

制罐机和具有分级活塞的双作用制穹顶器组件

技术领域

本发明公开的和要求保护的概念涉及形成杯形本体，更具体地涉及向杯形本体提供向内延伸的穹顶。

背景技术

在容器成形领域中已知的是形成两件式容器，例如罐，其中容器的壁和底部是一体式杯状本体，顶部或端部闭合件为单独的部件。在容器被填充之后，两个部件连接并密封，由此完成容器的形成。杯形本体通常具有穹顶形端部。也就是，杯状本体通常开始于平坦材料，通常为金属，为片材或箔的形式。坯体(即盘)由片料切割而成，然后被拉延成杯。也就是，通过在设置于撞锤或冲模上的同时使盘运动穿过一系列模具，盘成形为杯，该杯具有底部和悬置的侧壁。杯可以被拉过额外的模具，以达到选择的长度和壁厚。施加到杯的最后变形之一使得杯的底部形成向内延伸的穹顶。也就是，杯运动成与制穹顶器接合；制穹顶器具有穹顶形端部，杯可以被压到该穹顶形端部上。这种动作通常发生在冲模的行程结束的时候。在这种构造中，由于撞锤与制穹顶器的接合，而导致压制在压力机上产生过量的噪声、振动和应力。

也就是，当其上设置有杯形本体的冲模与制穹顶器接合时，存在冲击。这种冲击产生噪声，导致压机振动，并且在冲模和制穹顶器两者上引起应力。在制穹顶器固定的情况下，尤其如此。减小冲击力的一种方法是提供浮动式制穹顶器，也就是，制穹顶器能够沿着与冲模的纵向轴线平行的方向运动。在这样的装置中，制穹顶器可以安装在弹簧和/或活塞上。在这种构造中，在杯形本体的底部变形之后，制穹顶器可以运动离开冲模，由此减小冲击力。这种构造的缺陷在于，制穹顶器仍然被构造成用以基本上即时施加使杯状本体变形所需的力。虽然可动的制穹顶器减小了某些冲击力，但是该力仍然非常大。

发明内容

本发明公开的和要求保护的概念提供制穹顶器工位，其具有制穹顶器组件、壳体组件和叠堆活塞组件。制穹顶器组件可动地设置在位于壳体组件内的制穹顶器本体通道中，并且被构造成在向前第一位置和缩回第二位置之间运动。叠堆活塞组件包括串联地设置的多个活塞(优选地包括三个活塞)和压力供应装置。活塞在制穹顶器后方设置在压力腔室中。活塞具有施加到其上的恒定压力，并且被朝向制穹顶器偏压。然而，当制穹顶器处于制穹顶器第一位置时，每个活塞都由止挡件限制，并且不会接触或操作地接合制穹顶器。另外，活塞彼此间隔开。

当其上设置有杯形本体的冲模与制穹顶器接合时，制穹顶器开始朝向其第二位置运动。也就是，冲模将制穹顶器朝向制穹顶器第二位置偏压。制穹顶器接触第一活塞，该第一活塞操作地接合制穹顶器。也就是，活塞向制穹顶器施加偏压，更具体地，朝向制穹顶器第一位置的偏压，也就是与冲模的偏压相反。该偏压不足以使得杯状本体的底部完全变形，但是可以开始变形。该偏压也不足以停止冲模和制穹顶器的运动。这样，制穹顶器仍然朝向制穹顶器第二位置运动。因为活塞是间隔开的，所以存在这样的时刻，在该时刻制穹顶器接合第一活塞，但是在第一活塞运动成与第二活塞接触之前。也就是，第一活塞向制穹顶器施加递增的压力。

一旦第一活塞运动成与第二活塞接触，第二活塞就也经由第一活塞向制穹顶器施加偏压。再一次，两个活塞的偏压不足以使得杯状本体的底部完全变形，但是可以继续变形。两个活塞的偏压也不足以停止冲模和制穹顶器的运动。从而，制穹顶器继续朝向制穹顶器第二位置运动。与第一和第二活塞一样，因为第二和第三活塞之间的间隙，所以存在这样的时刻，在该时刻制穹顶器接合第一和第二活塞，但是在第二活塞运动成与第三活塞接触之前。也就是，第一和第二活塞向制穹顶器施加递增的压力。一旦第二活塞运动成与第三活塞接触，第三活塞就也经由第一活塞和第二活塞向制穹顶器施加偏压。第三活塞可能稍稍地运动，但是由所有三个活塞施加的偏压足以使杯状本体完全变形，并阻止制穹顶器的运动。当发生这种情况时，制穹顶器处于制穹顶器第二位置。另外，在该点处，冲模处于其最大延伸，并且不再将制穹顶器朝向制穹顶器第二位置偏压。

紧接着，作用在活塞上的压力产生足够的偏压，以使制穹顶器朝向制穹顶器第一位置运动。当每个活塞接触其相关止挡件时，活塞停止运动。当第一活塞触及其相关止挡件时，制穹顶器返回到其第一位置。在该点处，冲模通常使杯状本体脱模，并且拾取另一个杯状本体，重复该循环，杯状本体现在具有穹顶形底部。因为制穹顶器运动且活塞施加递增的压力以阻止制穹顶器运动，所以冲模对制穹顶器的冲击力随时间被分开和隔开。这减小了机器上的应力。

附图说明

参考附图，从以下优选实施例的说明中可以获得本发明的完整理解，其中：

图1为制罐机的侧视图。

图2为制穹顶器工位处于第一位置的横截面图。

图3为制穹顶器工位处于第二位置的横截面图。图4为处于第一位置的具有夹持组件震动吸收活塞组件的制穹顶器工位的横截面图。

图5为处于第二位置的具有夹持组件震动吸收活塞组件的制穹顶器工位的横截面图。

图6为用于在杯状构件的底部中形成穹顶部的方法的步骤的流程图。

具体实施方式

如本文所用，“叠堆活塞组件”包括被构造成用以在公共轴线上运动的两个或更多个活塞。也就是，活塞大致是对准的。另外，“叠堆活塞组件”意味着，组件内的活塞彼此相邻地设置，并且被构造成用于操作地接合共同的元件。

如本文所用，“操作地接合”在参考活塞使用时指的是，活塞被构造成用以通过直接地或间接地接触而向另一个元件施加偏压。例如，直接地接触另一个元件的活塞可以“操作地接合”该另一个元件。另外，接触与另一个元件接触的中间元件(例如另一个活塞或密封件)的活塞可以“操作地接合”该另一个元件。还要注意的是，在没有直接地或间接地接触的情况下，活塞不能够“操作地接合”。也就是，如果活塞使腔室加压，并且腔室内的加压流体在另一个元件上产生偏压，那么该活塞不是“操作地接合”该另一个元件。

如本文所用，“直接地接合”在参考活塞使用时指的是，活塞或活塞的一部分(例如涂层或与活塞联接的衬垫)接触另一个元件。要注意的是，对于叠堆活塞组件，仅仅与物体紧密相邻的活塞可以“直接地接合”该物体。也就是，叠堆活塞组件中的第二个活塞或其它后续活塞不会经由第一个活塞“直接地接合”其它物体。

如本文所用，“串联地设置”在参考多个活塞使用时指的是，活塞沿着大致公共轴线设置并且被构造成在该大致公共轴线上行进。另外，活塞直接地或间接地接合相邻的活塞，并且更优选地，活塞操作地接合相邻的活塞。也就是，仅仅沿着大致公共轴线设置并且被构造成在该大致公共轴线上行进而彼此不接合的活塞不是“串联地设置”的。

如在此所用的，“联接”意味着两个或更多个元件之间的连接，无论是直接的还是间接的，只要发生连接即可。

如在此所用的，“直接地联接”意味着两个元件彼此直接接触。

如在此所用的，“固定地联接”或“固定”意味着两个部件联接以成一体地运动，同时相对于彼此保持恒定的定向。固定的部件可以是或可以不是直接联接的。

如在此所用的，词语“一体的”指的是部件形成为单个零件或单元。也就是，包括单独地形成然后联接在一起成为一个单元的多个零件的部件不是“一体的”部件或本体。

如图1所示，已知的是，用于金属容器的制罐机5包括撞锤或冲模1，该撞锤或冲模支撑并可以形成杯状构件2。如图2和3所示，杯状构件2临时设置在长形的往复式冲模1的端部上。也就是，冲模1具有前进行程和返回行程。在冲模1的每个前进行程中，拾取或形成新的杯状构件2。在前进行程接近结束时，杯状构件2与制穹顶器工位10接合，该制穹顶器工位被构造成用以在杯状构件2的底部中形成穹顶部。也就是，杯状构件2具有底部构件3和悬置侧壁4。在接合制穹顶器工位10之前，底部构件3是大致平面的。制穹顶器工位10在底部构件3中产生变形，该变形形成向内延伸的穹顶部。已知的是，穹顶部可以包括周边结构，例如但不限于周边的向下延伸的脊部。穹顶部的具体形状与本发明并不相关，但是众所周知的是，下述的夹持环组件100通常用来形成这样的周边结构。还要注意的是，冲模1和杯状构件2可以具有任何横截面形状，但是圆形是最常用的。这样，详细说明的其余部分将参考圆柱形冲模1和杯状构件2，但是应当理解，本发明并不限于单个横截面形状。类似地，制穹顶器工位10的各元件可以具有任何横截面形状，但是圆形是最常用的。这样，详细说明的其余部分将参考，制穹顶器工位10的各元件具有圆形横截面，但是应当理解，本发明并不限于单个横截面形状。

制穹顶器工位10包括制穹顶器组件12、壳体组件14和震动吸收组件16。制穹顶器组件12包括大致圆柱形的本体20，该本体具有穹顶形的轴向第一端部22和相对的第二端部24。如图所示，制穹顶器组件本体20(在下文中，“制穹顶器本体20”)可以包括联接在一起的穹顶构件26和长形的圆柱形构件28。制穹顶器本体的第二端部24(也就是圆柱形构件28的与穹顶构件26相对的端部)可以包括向外延伸的凸缘30，该凸缘具有面向后方的轴向接合表面32和面向前方的止挡表面34。穹顶形的轴向第一端部22根据需要成形为用以在杯状构件2中形成穹顶部，并且可以包括成形的周边，该周边被构造成用以形成围绕穹顶部的周边结构，如上所述。制穹顶器本体20可动地设置在壳体组件14中。更具体地，制穹顶器本体20具有纵向轴线，该纵向轴线与冲模1的纵向轴线基本上对准。制穹顶器本体20被构造成用以在向前位置和缩回位置之间沿轴向运动，如下所述。

壳体组件14限定了制穹顶器本体通道40。制穹顶器本体通道40成形为用以容纳制穹顶器本体20，并且已知的是，包括支承件42和保持装置44，该支承件和保持装置被构造成用以将制穹顶器本体20保持在壳体组件14中。支承件42和保持装置44为人们所熟知，将不再详细讨论，除了要注意的是，壳体组件14还在制穹顶器本体通道40中限定有制穹顶器本体止挡台肩46。壳体组件14还限定了流体通道52，该流体通道作为加压流体供应装置50的一部分，如下所述。制穹顶器本体20可动地设置在制穹顶器本体通道40中，并且被构造成用以在向前位置和缩回位置之间运动。在向前位置中，向前制穹顶器本体的凸缘止挡表面34接合壳体组件的止挡台肩46。也就是，当制穹顶器本体的凸缘止挡表面34接合壳体组件的止挡台肩46时，制穹顶器本体20不能够朝向冲模1进行任何进一步的行进。

制穹顶器组件的震动吸收组件16包括加压流体供应装置50和叠堆活塞组件60。如图示意性地示出，制穹顶器组件的震动吸收组件的加压流体供应装置50被构造成用以供应加压流体，优选地供应气体，即气动流体。加压流体供应装置50还包括延伸穿过壳体组件14的多个流体通道52。流体通道52在加压流体供应装置50(例如压缩机(未示出))和多个压力腔室64之间延伸，如下所述。多个流体通道52还包括延伸穿过壳体组件14的排放通道52。

制穹顶器组件的震动吸收组件的叠堆活塞组件60(在下文中称为“制穹顶器叠堆活塞组件60”)包括多个制穹顶器活塞62。在本文中，讨论第一、第二和第三制穹顶器活塞62A、62B、62C，然而应当理解，可以使用任意数量的制穹顶器活塞62(多于一个)。每个活塞62设置在压力腔室64中。也就是，每个制穹顶器活塞62A、62B、62C具有相关的压力腔室64A、64B、64C。除非另有注明，每个制穹顶器活塞62和制穹顶器压力腔室64是基本上相似的。这样，将仅仅描述一个制穹顶器活塞62A，但是应当理解，在每个活塞62上存在相似的元件，并且这些相似的元件可以通过与每个元件相关的字母来识别。例如，第一制穹顶器活塞62A包括前侧部66A和后侧部68A。因此，应当理解，第二和第三制穹顶器活塞62B、62C同样均具有前侧部66B、66C和后侧部68B、68C。每个制穹顶器活塞62A、62B、62C被构造成独立于彼此而在向前位置和缩回位置之间运动。每个制穹顶器活塞62A、62B、62C在与冲模1的纵向轴线大致对准的线上运动。

如上所述，制穹顶器工位10的各元件优选地具有圆形横截面形状。第一制穹顶器活塞62A具有大致圆柱形的本体70A。为了容纳夹持组件的叠堆活塞组件140，如下所述，第一制穹顶器活塞本体70A优选地是中空的，并且具有内半径。第一活塞本体70A还限定了轴向延伸部分72A和径向延伸部分74A。也就是，第一制穹顶器活塞本体70A具有L形横截面，该L形横截面具有宽外半径部分75A(即径向延伸部分74A)和窄外半径部分73A(即轴向延伸部分72A)。

如本文所述，仅仅轴向延伸部分72A的面向前方的表面(即窄外半径部分73A)是第一制穹顶器活塞本体70A的前侧部66A。这是因为，由于密封件77设置在制穹顶器的压力腔室64A、64B、64C中，如下所述，所以仅仅第二和第三活塞的窄外半径部分73B、73C的面向前方的轴向表面暴露于加压流体。也就是，宽外半径部分75B、75C的面向前方的轴向表面不暴露于加压流体。另外，每个制穹顶器活塞62的宽外半径部分75A、75B、75C的整个面向后方的轴向表面暴露于加压流体。

制穹顶器压力腔室64A、64B、64C由壳体组件14以及制穹顶器活塞62A、62B、62C自身限定。也就是，制穹顶器本体通道40的内半径限定了每个制穹顶器压力腔室64A、64B、64C的外边缘。另外，半径比制穹顶器活塞62A、62B、62C小的内部套圈76，即与制穹顶器本体通道40的内半径向内间隔开的套圈76，限定了制穹顶器压力腔室64A、64B、64C的内周边。套圈76可以联接到壳体组件14(套圈76')，或者可以从制穹顶器本体的第二端部24沿轴向延伸(套圈76")，或者可以分为两部分，如图所示。在套圈76的距离制穹顶器本体20最远的后端部处是端盖79。端盖79在壳体组件14和套圈76之间延伸，并且是密封的，由此限定了第三制穹顶器压力腔室64C的后端部。套圈76和制穹顶器本体通道40的内半径之间的间隙的尺寸形成为基本上与每个制穹顶器活塞62的宽外半径部分75A、75B、75C的宽度相同。因此，当制穹顶器活塞62A、62B、62C设置在套圈76和制穹顶器本体通道40的内半径之间时，制穹顶器活塞62将空间分为单独的制穹顶器压力腔室64A、64B、64C。另外，每个制穹顶器活塞62A、62B、62C包括在宽外半径部分75A、75B、75C的内半径表面和外半径表面上的至少一个密封件77。宽外半径部分75A、75B、75C的内半径表面上的密封件77密封地接合套圈76，并且宽外半径部分75A、75B、75C的外半径表面上的密封件77接合制穹顶器本体通道40的内半径。

每个制穹顶器压力腔室64A、64B、64C进一步由径向延伸的止挡件80A、80B、80C限定。每个制穹顶器止挡件设置在相关的制穹顶器活塞62A、62B、62C的前方，即更靠近制穹顶器本体20。当制穹顶器活塞62处于向前位置中时，径向延伸的制穹顶器止挡件80A、80B、80C接合相关的活塞的宽外半径部分75A、75B、75C。制穹顶器止挡件80A、80B、80C并不延伸跨过套圈76和制穹顶器本体通道40的内半径之间的间隙。因此，每个制穹顶器活塞62A、62B、62C的窄外半径部分73A，即轴向延伸部分72A，可以向前延伸超过制穹顶器止挡件80A、80B、80C。因此，第二和第三制穹顶器活塞62B、62C的前侧部66B、66C和窄外半径部分73B、73C分别延伸到下一个前向制穹顶器压力腔室64A、64B中。要注意的是，密封件77设置在制穹顶器止挡件80A、80B、80C和相关的活塞轴向延伸部分72A之间。

另外，每个制穹顶器止挡件80A、80B、80C可以包括向后延伸的腿部82A、82B、82C，这些腿部靠着制穹顶器本体通道40的内半径设置。向后延伸的腿部82A、82B、82C可以被构造成(例如抛光、由选择的材料制成等)用以提供较佳的密封表面，该密封表面用于设置在每个活塞宽外半径部分75A、75B、75C的外半径表面上的密封件77。在这种构造中，每个制穹顶器活塞62的宽外半径部分75A、75B、75C的宽度的尺寸形成为用以配合在套圈76和向后延伸的腿部82A、82B、82C之间，而不是套圈76和制穹顶器本体通道40的内半径之间。

加压流体供应装置的流体通道52被构造成用以在每个制穹顶器压力腔室64A、64B、64C中的制穹顶器活塞62A、62B、62C后方的位置处将加压流体传递到每个制穹顶器压力腔室64A、64B、64C中。也就是，加压流体将每个制穹顶器活塞62A、62B、62C向前即朝向制穹顶器本体20偏压。另外，径向延伸的制穹顶器止挡件80A、80B、80C与密封件77一起确保了加压流体不会作用在宽外半径部分75A、75B、75C的前表面上。因此，当基本上恒定且均匀的压力施加到制穹顶器压力腔室64A、64B、64C时，在每个制穹顶器活塞后侧部68A、68B、68C上存在较大的暴露于加压流体的表面积。也就是，即使第二和第三制穹顶器活塞62B、62C的窄外半径部分73B、73C分别延伸到下一个前向制穹顶器压力腔室64A、64B中，第二和第三制穹顶器活塞62B、62C的暴露于下一个前向压力腔室64A、64B中的加压流体的表面积也远小于每个活塞后侧部68A、68B、68C的表面积。因此，活塞62A、62B、62C被向前偏压。

另外，制穹顶器止挡件80A、80B、80C定位成使得当每个制穹顶器活塞62A、62B、62C处于向前位置时，也就是每个活塞的宽外半径部分75A、75B、75C接合相关的制穹顶器止挡件80A、80B、80C的情况下，每个制穹顶器活塞前侧部66A、66B、66C与下一个相邻的表面间隔开预定的间距。也就是，第一制穹顶器活塞前侧部66A与面向后方的轴向接合表面32间隔开，第二制穹顶器活塞前侧部66B与第一制穹顶器活塞后侧部68A间隔开，并且第三制穹顶器活塞前侧部66C与第二制穹顶器活塞后侧部68B间隔开。优选地，第一制穹顶器活塞前侧部66A与面向后方的轴向接合表面32间隔开的间隙在大约0.002至0.005英寸之间，更优选地为大约0.005英寸。优选地，第二制穹顶器活塞前侧部66B与第一制穹顶器活塞后侧部68A间隔开的间隙在大约0.010至0.015英寸之间，更优选地为大约0.015英寸。优选地，第三制穹顶器活塞前侧部66C与第二活塞后侧部68B间隔开的间隙在大约0.010至0.015英寸之间，更优选地为大约0.015英寸。

在这种构造中，制穹顶器活塞62A、62B、62C串联地叠堆，并且被构造成用以在第一位置和第二操作接合位置之间运动，在第一位置中，每个制穹顶器活塞62A、62B、62C并不操作地接合制穹顶器本体20，在第二操作接合位置中，每个制穹顶器活塞62A、62B、62C操作地接合制穹顶器本体20。另外，因为制穹顶器活塞62A、62B、62C独立地运动，所以制穹顶器活塞62A、62B、62C被构造成以递增的方式操作地接合制穹顶器本体20。也就是，每个制穹顶器活塞62A、62B、62C被构造成用以向制穹顶器本体20递增地施加偏压。这是通过使制穹顶器本体20沿轴向朝向制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C运动，然后接合制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C而实现的。也就是，当冲模1接合制穹顶器本体20时，制穹顶器本体20沿着与冲模1的纵向轴线大致对准的方向运动。沿该方向的运动使制穹顶器本体20运动至与制穹顶器叠堆活塞组件60接合。如上所述，加压流体供应装置50向制穹顶器叠堆活塞压力腔室64A、64B、64C供应恒定的加压流体，由此将制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C朝向制穹顶器本体20偏压。另外，因为制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C彼此间隔开，所以制穹顶器本体20以递增的方式接合制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C。也就是，制穹顶器本体20首先接触并且直接接合且操作地接合制穹顶器叠堆活塞组件的第一活塞62A。在该点处，仅仅制穹顶器叠堆活塞组件的第一活塞62A接合制穹顶器本体20。然而，制穹顶器叠堆活塞组件的第一活塞62A产生的偏压并不足以克服冲模1的偏压。因此，当制穹顶器叠堆活塞组件的第一活塞62A向制穹顶器本体20施加偏压时，制穹顶器本体20继续向后运动。这使得制穹顶器叠堆活塞组件的第一制穹顶器活塞62A运动至与第二活塞62B操作地接合。也就是，制穹顶器叠堆活塞组件的第二活塞的前侧部66B直接地接合制穹顶器叠堆活塞组件的第一活塞的第二后侧部68A。在该点处，第一和第二制穹顶器活塞62A、62B操作地接合制穹顶器本体20。然而，第一和第二制穹顶器活塞62A、62B产生的偏压再次不足以克服冲模1的偏压，制穹顶器本体20继续向后运动。这使得第二制穹顶器活塞62B运动至与第三制穹顶器活塞62C操作地接合。也就是，制穹顶器叠堆活塞组件的第三活塞的前侧部66C直接地接合制穹顶器叠堆活塞组件的第二活塞的第二侧部68B。第三活塞62C同样可以短暂地向后运动，但是制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C的组合偏压足以克服冲模1的偏压，制穹顶器本体20的运动被阻止。当制穹顶器本体20处于其最向后的位置处时，其处于第二缩回位置，并且每个制穹顶器活塞62A、62B、62C处于其第二位置。另外，当制穹顶器本体20处于其最向后的位置处时，冲模1处于其最大延伸位置。也就是，冲模1在循环中的该点处开始其返回行程而离开制穹顶器本体20。

如上所述，杯状构件2设置在冲模1的端部上。杯状构件3接触制穹顶器本体20，更具体地，接触制穹顶器本体的穹顶形的轴向第一端部22。当第一活塞62A操作地接合制穹顶器本体20时，杯状构件3开始变形，也就是，开始形成穹顶部。当第二和第三制穹顶器活塞62B、62C也操作地接合制穹顶器本体20时，罐状本体的底部构件3完成形成操作，由此形成向内成穹顶形的底部构件3。要注意的是，因为在制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C之间具有预定间距，所以制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C的偏压是递增地施加的。此外，通过减小或增大制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C之间的预定间距，可以控制多快或多慢地施加偏压的时刻。

在制穹顶器本体20处于其缩回位置且冲模1开始缩回之后，来自制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C的偏压使得制穹顶器本体20返回朝向制穹顶器本体20的第一位置运动。每个制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C向前运动，直到与相关的制穹顶器止挡件80A、80B、80C接触。当每个制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C与相关的制穹顶器止挡件80A、80B、80C接触时，制穹顶器活塞62A、62B、62C的向前运动被阻止；这是用于每个制穹顶器活塞62A、62B、62C的第一位置。由加压流体供应装置50产生的偏压将制穹顶器叠堆活塞62A、62B、62C保持在其第一位置中，直到制穹顶器本体20再次接合制穹顶器叠堆活塞组件60。要注意的是，第一制穹顶器活塞前侧部66A和壳体组件止挡台肩46之间的间隙稍稍大于制穹顶器本体凸缘30的厚度。因此，制穹顶器本体20向前运动，直到制穹顶器本体凸缘30接触壳体组件止挡台肩46和/或第一制穹顶器活塞62A接合第一制穹顶器活塞止挡件80A。这是制穹顶器本体20第一位置，并且制穹顶器本体20不与制穹顶器叠堆活塞组件60操作地接合，即使第一制穹顶器活塞62A接触制穹顶器本体凸缘30。

制穹顶器组件12可以包括夹持环组件100。夹持环组件100优选地包括绕穹顶构件26设置的夹持环110。夹持环110可动地联接到制穹顶器本体20，如下所述。在简化的实施例中，如下所述，夹持组件安装板119设置在可能被加压的制穹顶器本体通道40中。也就是，制穹顶器本体通道40可以是用于夹持组件100的压力腔室90，并且被构造成用以向前偏压夹持组件安装板119，由此向前偏压夹持环110。然而，如图4和5所示，夹持组件100优选地同样包括震动吸收组件120。

夹持环110具有本体112，该本体具有中心开口114、第一侧部116和第二侧部118。当制穹顶器本体20具有圆形横截面时，夹持环本体112优选地是圆环体。夹持环本体112绕制穹顶器本体第一端部22设置。夹持环本体112被构造成用以沿轴向相对于制穹顶器本体20运动。也就是，夹持环本体112在向前第一位置和缩回第二位置之间运动。如上所述，制穹顶器叠堆活塞组件60优选地是中空的，由此允许夹持环组件的震动吸收组件120设置在制穹顶器叠堆活塞组件60中。这样，夹持环本体112必须包括延伸部117，该延伸部被构造成用以将夹持环本体112联接到夹持环组件的震动吸收组件120。这些延伸部117优选地是延伸穿过制穹顶器本体20的多个杆。延伸部117进一步联接到安装板119，该安装板设置在制穹顶器叠堆活塞组件60的中空空间中。夹持环本体112、延伸部117和安装板119以固定的关系联接。因此，一个元件的运动引起其他元件的对应运动。

夹持环组件震动吸收组件120被构造成用以将夹持环本体112朝向夹持环本体112的第一位置偏压。夹持环组件震动吸收组件120具有加压流体供应装置130和叠堆活塞组件140。夹持环组件的震动吸收组件的加压流体供应装置130可以是制穹顶器组件的震动吸收组件的加压流体供应装置50并且利用壳体组件的流体通道52。

制穹顶器组件的夹持环组件的震动吸收组件的叠堆活塞组件140(在下文中称为“夹持组件叠堆活塞组件140”)以与制穹顶器叠堆活塞组件60基本上类似的方式构造和操作。夹持组件叠堆活塞组件140包括多个活塞162。在本文中，讨论第一和第二夹持组件活塞162A、162B，但是应当理解，可以使用任意数量的活塞162(多于一个)。每个夹持组件活塞162设置在压力腔室164中。也就是，每个夹持组件活塞162A、162B具有相关的压力腔室164A、164B。除非另有注明，每个夹持组件活塞162和夹持组件压力腔室164基本上类似。这样，将仅仅描述一个夹持组件活塞162A，但是应当理解，在每个夹持组件活塞162上存在相似的元件，并且这些相似的元件可以通过与每个元件相关的字母来识别。例如，第一夹持组件活塞162A包括前侧部166A和后侧部168A。因此，应当理解，第二夹持组件活塞162B也具有前侧部166B和后侧部168B。每个夹持组件活塞162A、162B被构造成独立于彼此而在向前位置和缩回位置之间运动。每个活塞162A、162B在与冲模1的纵向轴线大致对准的线上运动。

第一夹持组件活塞162A具有大致圆柱形的本体170A，该本体优选地是中空的，并且具有内半径。第一夹持组件活塞本体170A还限定了轴向延伸部分172A和径向延伸部分174A。也就是，第一夹持组件活塞本体170A具有L形横截面，该L形横截面具有宽外半径部分175A(即径向延伸部分174A)和窄外半径部分173A(即轴向延伸部分172A)。与之前一样，仅仅夹持组件活塞轴向延伸部分172A的面向前方的表面(即夹持组件窄外半径部分173A)是夹持组件第一活塞本体170A的前侧部166A。

夹持组件压力腔室164A、164B由壳体组件14以及夹持组件活塞162A、162B自身限定。也就是，内部套圈76的内半径限定了每个压力腔室164A、164B，164C的外边缘。另外，半径比活塞162A、162B小的另一个夹持组件内部套圈176，即与内部套圈76的内半径向内间隔开的套圈176，限定了压力腔室164A、164B的内周边。夹持组件套圈176可以从与壳体组件14联接的端板181延伸。夹持组件套圈端板181设置在壳体组件14的后端部处。夹持组件套圈端板175限定了第二夹持组件压力腔室164B的后端部。夹持组件套圈176和内部套圈76的内半径之间的间隙的尺寸形成为基本上与每个活塞162A、162B的夹持组件宽外半径部分175A、175B的宽度相同。因此，当夹持组件活塞162A、162B设置在夹持组件套圈176和内部套圈76的内半径之间时，夹持组件活塞162A、162B将空间分为单独的夹持组件压力腔室164A、164B。另外，每个夹持组件活塞162A、162B、62C包括在宽外半径部分175A、175B的内半径表面和外半径表面上的至少一个密封件77。夹持组件宽外半径部分175A、175B的内半径表面上的密封件77密封地接合夹持组件套圈176，夹持组件宽外半径部分175A、175B的外半径表面上的密封件77密封地接合内部套圈76的内半径。

每个夹持组件压力腔室164A、164B进一步由径向延伸的夹持组件止挡件180A、180B限定。每个夹持组件止挡件180A、180B设置在相关的夹持组件活塞162A、162B的前方，即靠近制穹顶器本体20。当夹持组件活塞162A、162B处于向前位置中时，径向延伸的夹持组件止挡件180A、180B接合相关的夹持组件活塞宽外半径部分175A、175B。夹持组件止挡件180A、180B并不延伸跨过夹持组件套圈176和内部套圈76的内半径之间的间隙。因此，每个夹持组件活塞162A、162B的夹持组件活塞窄外半径部分173A(即夹持组件活塞轴向延伸部分172A)可以向前延伸超过夹持组件止挡件180A、180B。因此，夹持组件第二活塞162B的夹持组件活塞前侧部166B和夹持组件活塞窄外半径部分173B延伸到夹持组件第一活塞压力腔室164A中。要注意的是，密封件77设置在夹持组件止挡件180A、180B与相关的活塞轴向延伸部分172A之间。

另外，每个夹持组件止挡件180A、180B可以包括向后延伸的腿部182A、182B，这些腿部靠着内部套圈76的内半径设置。夹持组件的向后延伸的腿部182A、182B可以被构造成(例如抛光、由选择的材料制成等)用以提供较佳的密封表面，该密封表面用于设置在每个夹持组件活塞宽外半径部分175A、175B的外半径表面上的密封件77。在这种构造中，每个活塞162A、162B的夹持组件活塞宽外半径部分175A、75B的宽度的尺寸形成为用以配合在夹持组件套圈176和向后延伸的腿部182A、182B之间，而不是夹持组件套圈176和内部套圈76的内半径之间。

加压流体供应装置流体通道52被构造成用以在每个压力腔室164A、164B中的夹持组件活塞162A、162B后方的位置处将加压流体传递到每个夹持组件压力腔室164A、164B中。也就是，加压流体将每个夹持组件活塞162A、162B向前即朝向夹持组件安装板119偏压。另外，径向延伸的夹持组件止挡件180A、180B与密封件77一起确保了加压流体不会作用在每个夹持组件活塞宽外半径部分175A、175B的前表面上。如上所述，活塞表面积的差导致夹持组件活塞162A、162B被向前偏压。

另外，夹持组件止挡件180A、180B定位成使得当每个夹持组件活塞162A、162B处于向前位置时，也就是每个夹持组件活塞宽外半径部分175A、175B接合相关的夹持组件止挡件180A、180B的情况下，每个夹持组件活塞前侧部166A、166B与下一个相邻的表面间隔开预定的间距。也就是，第一夹持组件活塞前侧部166A与夹持组件安装板119间隔开，并且第二活塞前侧部166B与第一活塞后侧部168A间隔开。优选地，第一夹持组件活塞前侧部166A与夹持组件安装板119间隔开的间隙在大约0.002至0.005英寸之间，更优选地为大约0.002英寸。优选地，第二活塞前侧部166B与第一活塞后侧部168A间隔开的间隙在大约0.010至0.015英寸之间，更优选地为大约0.015英寸。

夹持组件叠堆活塞组件140的操作基本上类似于制穹顶器叠堆活塞组件60的操作，将不再详细描述。要注意的是，夹持环本体112的前侧部设置成比制穹顶器本体20更靠近冲模1。这样，夹持环本体112在制穹顶器本体20之前与冲模1接触，夹持组件叠堆活塞组件140在制穹顶器叠堆活塞组件60之前被致动。

利用如上所述的制穹顶器工位10，如图6所示，可以通过执行以下步骤而在杯状构件2的底部中形成穹顶部：定位步骤200，将制穹顶器本体和夹具组件定位在向前位置中；运动步骤202，使杯状构件2运动至与制穹顶器本体20和夹具组件100接合，同时允许制穹顶器本体20和夹具组件100朝向向后位置运动；以及递增地施加压力步骤204，向制穹顶器本体20和夹具组件100递增地施加压力，由此将制穹顶器本体20和夹具组件100朝向向前位置偏压，从而使杯状构件2的底部变形。也就是，向制穹顶器本体20的后侧部和夹具组件100递增地施加压力的递增地施加压力步骤204包括以下步骤：递增地增大压力步骤210，递增地增大施加到制穹顶器本体20的后侧部和所述夹具组件100的压力。更具体地，向制穹顶器本体20的后侧部和夹具组件100递增地施加压力的递增地施加压力步骤204包括以下步骤：递增地增大压力步骤212，通过允许制穹顶器本体20顺序地接合多个叠堆活塞，递增地增大施加到制穹顶器本体20的后侧部和所述夹具组件100的压力。如上所述，通过在叠堆活塞60之间提供预定间距，来实现多个叠堆活塞60的顺序接合。另外，向制穹顶器本体20的后侧部和夹具组件100施加压力的施加压力步骤204包括以下步骤：施加恒定的均匀流体压力步骤214，向多个叠堆活塞60施加恒定的均匀流体压力。

虽然已经详细描述了本发明的具体实施例，但是本领域技术人员应当理解，在本公开的整体教导下可以对这些细节进行各种修改和替换。因此，所公开的特定布置仅仅是示意性的而非限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求及其任何和全部等效来限定。

Claims (19)

1.一种制穹顶工位(10)，其包括：

制穹顶器组件(12)，所述制穹顶器组件具有大致圆柱形的本体(20)，所述本体具有穹顶形的轴向第一端部(22)和相对的第二端部(24)；

壳体组件(14)，所述壳体组件限定了制穹顶器本体通道(40)，所述制穹顶器本体通道(40)具有纵向轴线，并且所述制穹顶器本体通道的尺寸形成为用以容纳所述制穹顶器本体(20)，由此所述制穹顶器本体(20)能够可动地设置在所述制穹顶器本体通道(40)中并被构造成用以在向前位置和向后位置之间运动；

所述制穹顶器本体(20)可动地设置在所述制穹顶器本体通道(40)中，并且被构造成用以大致沿着所述制穹顶器本体通道(40)的纵向轴线在向前的第一位置和缩回的第二位置之间运动；

制穹顶器组件的震动吸收组件(16)，所述制穹顶器组件震动吸收组件具有加压流体供应装置(50)和叠堆活塞组件(60)；

所述制穹顶器叠堆活塞组件(60)具有多个活塞(62)，每个所述活塞(62)具有相关的压力腔室(64)，所述活塞(62)串联地设置并定位在所述制穹顶器本体通道(40)中，每个所述活塞(62)具有前侧部(66)和后侧部(68)，每个所述活塞(62)被构造成用以在第一位置和第二操作接合位置之间运动，在所述第一位置中，每个所述活塞(62)并不操作地接合所述制穹顶器本体(20)，在第二操作接合位置中，每个所述活塞(62)操作地接合所述制穹顶器本体(20)；

所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞(62)串联地设置并被构造成用以操作地接合所述制穹顶器本体的第二端部(24)；

所述制穹顶器叠堆活塞组件的加压流体供应装置(50)被构造成用以向每个所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞压力腔室(64)提供加压流体，由此所述每个制穹顶器叠堆活塞组件的活塞(62)能够朝向所述前侧部(66)偏压，并且每个制穹顶器叠堆活塞组件的活塞(62)能够独立地在所述第一位置和第二位置之间运动；

其中，在所述制穹顶器本体(20)朝向所述第二位置运动的情况下，每个所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞(62)被构造成用以操作地接合所述制穹顶器本体(20)，并且将所述制穹顶器本体(20)朝向所述制穹顶器本体(20)的向前位置偏压。

2.根据权利要求1所述的制穹顶工位(10)，其中：

当所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞(62)处于所述第一位置中时，每个所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞(62)分隔开预定间距；并且

由此，当所述制穹顶器本体(20)朝向所述第二位置运动时，每个所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞(62)以递增的方式操作地接合所述制穹顶器本体的第二端部(24)，从而递增地增大所述制穹顶器本体的第二端部(24)上的压力。

3.根据权利要求1所述的制穹顶工位(10)，其中每个所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞的前侧部(66)的面积小于活塞(62)的第二侧部的面积。

4.根据权利要求1所述的制穹顶工位(10)，其中：

所述多个制穹顶器叠堆活塞组件的叠堆活塞(62)包括第一活塞(62A)、第二活塞(62B)和第三活塞(62C)；

所述制穹顶器叠堆活塞组件的第一活塞的前侧部(66A)直接地接合所述制穹顶器本体(20)；

所述制穹顶器叠堆活塞组件的第二活塞的前侧部(66B)直接地接合所述制穹顶器叠堆活塞组件的第一活塞(62A)的第二侧部；并且

所述制穹顶器叠堆活塞组件的第三活塞的前侧部(66C)直接地接合所述制穹顶器叠堆活塞组件的第二活塞(62B)的第二侧部。

5.根据权利要求1所述的制穹顶工位(10)，其中：

每个所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞(62A、62B、62C)具有大致圆柱形的本体(20)，所述本体具有L形横截面，所述L形横截面限定了每个所述活塞本体(20)的宽外半径部分(75A、75B、75C)和每个所述活塞本体(20)的窄外半径部分(73A、73B、73C)；

每个所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞的前侧部(66A、66B、66C)是每个所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞本体的窄外半径部分(73A、73B、73C)的轴向表面；并且

每个所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞的后侧部(68A、68B、68C)是每个所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞本体的宽外半径部分(75A、75B、75C)的轴向表面。

6.根据权利要求1所述的制穹顶工位(10)，其中所述制穹顶器组件的震动吸收组件(16)的加压流体供应装置是气动式流体供应装置。

7.根据权利要求1所述的制穹顶工位(10)，其中每个所述制穹顶器组件的叠堆活塞组件的活塞(62)被构造成用以独立地运动。

8.根据权利要求1所述的制穹顶工位(10)，其中：

所述制穹顶器组件还包括夹持组件(100)，所述夹持组件(100)具有夹持环(110)和夹持组件的震动吸收组件(120)；

所述夹持环(110)具有本体(112)，所述本体具有中心开口(114)、第一侧部(116)和第二侧部(118)，所述夹持环本体(112)绕所述制穹顶器本体的第一端部(22)设置，所述夹持环本体(112)被构造成用以相对于所述制穹顶器本体(20)运动；

所述夹持组件的震动吸收组件(120)具有加压流体供应装置(130)和叠堆活塞组件(140)；

所述夹持叠堆活塞组件(140)具有多个活塞(162)，每个所述活塞(162)具有相关的压力腔室(164)，所述活塞(162)串联地设置并定位在所述制穹顶器本体通道(40)中，每个所述活塞(162)具有前侧部(166)和后侧部(168)，每个所述活塞(162)被构造成用以在第一缩回位置和第二操作接合位置之间运动，在所述第一缩回位置中，每个所述活塞(162)并不操作地接合所述夹持环本体(112)，在第二操作接合位置中，每个所述活塞(162)操作地接合所述夹持环本体(112)；

所述夹持活塞(162)串联地设置并被构造成用以操作地接合所述夹持环本体的第二侧部(118)；

所述加压流体供应装置(130)被构造成用以向每个所述夹持叠堆活塞组件的活塞压力腔室(164)提供加压流体，由此所述每个夹持叠堆活塞组件的活塞(162)能够朝向所述前侧部(166)偏压，并且每个夹持叠堆活塞组件的活塞(162)能够独立地在所述第一位置和第二位置之间运动；并且

其中，在独立地向每个所述夹持叠堆活塞组件的活塞腔室(164)引入加压流体(130)的情况下，每个所述夹持叠堆活塞组件的活塞(162)被构造成用以操作地接合所述夹持环本体(112)，并且将所述夹持环本体(112)朝向所述夹持环本体(112)的向前位置偏压。

9.根据权利要求8所述的制穹顶工位(10)，其中：

当所述夹持组件的叠堆活塞组件的活塞(162)处于所述第一缩回位置中时，每个所述夹持组件的叠堆活塞组件的活塞(162)分隔开预定间距；并且

由此，当流体被引入到每个夹持组件的叠堆活塞组件的压力腔室(164)中时，每个所述夹持组件的叠堆活塞组件的活塞(162)递增地增大所述夹持环本体的第二侧部(118)上的压力。

10.根据权利要求8所述的制穹顶工位(10)，其中每个所述夹持组件的叠堆活塞组件的活塞的前侧部(116)的面积小于夹持组件的叠堆活塞组件的活塞的第二侧部(118)的面积。

11.根据权利要求8所述的制穹顶工位(10)，其中：

所述多个夹持组件的叠堆活塞组件的叠堆活塞(162)包括第一活塞(162A)、第二活塞(162B)和第三活塞(162C)；

所述夹持组件的叠堆活塞组件的第一活塞的前侧部(166A)直接地接合所述制穹顶器本体(20)；

所述夹持组件的叠堆活塞组件的第二活塞的前侧部(166B)直接地接合所述夹持组件的叠堆活塞组件的第一活塞的第二侧部(118)；并且

所述夹持组件的叠堆活塞组件的第三活塞的前侧部(166C)直接地接合所述夹持组件的叠堆活塞组件的第二活塞的第二侧部(118)。

12.根据权利要求8所述的制穹顶工位(10)，其中：

每个所述夹持组件的叠堆活塞组件的活塞(162)具有大致圆柱形的本体(112)，所述本体具有L形横截面，所述L形横截面限定了每个所述活塞本体(112)的宽外半径部分(175)和每个所述活塞本体(112)的窄外半径部分(173)；

每个所述夹持组件的叠堆活塞组件的活塞的前侧部(166)是每个所述活塞本体的窄外半径部分(173)的轴向表面；

每个所述夹持组件的叠堆活塞组件的活塞的后侧部(168)是每个所述活塞本体的宽外半径部分(175)的轴向表面；

每个所述夹持组件的叠堆活塞组件的活塞的宽外半径部分(175)小于所述夹持组件的叠堆活塞组件的活塞本体的窄外半径部分(173)；

每个制穹顶器叠堆活塞组件的活塞(162)具有内半径；

每个所述夹持组件的叠堆活塞组件的活塞本体的宽外半径部分(175)小于所述制穹顶器叠堆活塞组件的活塞的内半径；并且

所述夹持组件的叠堆活塞组件设置在所述制穹顶器叠堆活塞组件(60)内。

13.根据权利要求8所述的制穹顶工位(10)，其中所述夹持组件的震动吸收组件的加压流体供应装置(130)是气动式流体供应装置。

14.根据权利要求8所述的制穹顶工位(10)，其中每个所述夹持组件的叠堆活塞组件的活塞(162)被构造成用以独立地运动。

15.一种在杯状构件(2)的底部中形成穹顶部的方法，所述杯状构件(2)设置在运动冲模上，所述冲模具有纵向轴线并且被构造成用以运动至与制穹顶器工位(10)接触，所述制穹顶器工位(10)具有可动的制穹顶器本体(20)和可动的夹具组件(100)，所述制穹顶器本体(20)和夹具组件(100)均被构造成用以在向前位置和向后位置之间运动，所述制穹顶器本体(20)和夹具组件(100)被构造成用以沿着与所述冲模的纵向轴线大致对准的轴线运动，所述在杯状构件(2)的底部中形成穹顶部的方法包括以下步骤：

定位步骤(200)，将所述制穹顶器本体(20)和夹具组件(100)定位在向前位置中；

运动步骤(202)，使所述杯状构件(2)运动成与所述制穹顶器本体(20)和所述夹具组件(100)接合，同时允许所述制穹顶器本体(20)和所述夹具组件(100)朝向所述向后位置运动；以及

递增地施加压力步骤(204)，向所述制穹顶器本体(20)的后侧部和所述夹具组件(100)递增地施加压力，由此将所述制穹顶器本体(20)和所述夹具组件(100)朝向向前位置偏压，从而使所述杯状构件(2)的所述底部变形。

16.根据权利要求15所述的方法，其中向所述制穹顶器本体(20)的后侧部和所述夹具组件(100)施加压力的所述施加压力步骤(204)包括以下步骤：递增地增大压力步骤(210)，递增地增大施加到所述制穹顶器本体(20)的后侧部和所述夹具组件(100)的压力。

17.根据权利要求15所述的方法，其中向所述制穹顶器本体(20)的后侧部和所述夹具组件(100)施加压力的所述施加压力步骤(204)包括以下步骤：递增地增大压力步骤(212)，通过允许所述制穹顶器本体(20)顺序地接合多个叠堆活塞(62)，递增地增大施加到所述制穹顶器本体(20)的后侧部和所述夹具组件(100)的压力。

18.根据权利要求17所述的方法，其中通过在所述叠堆活塞(62)之间提供预定间距，来实现所述多个叠堆活塞(62)的顺序接合。

19.根据权利要求15所述的方法，其中向所述制穹顶器本体(20)的后侧部和所述夹具组件(100)施加压力的所述施加压力步骤(204)包括以下步骤：施加恒定的均匀流体压力步骤(214)，向所述多个叠堆活塞(62)施加恒定的均匀流体压力。